調査検討会（第3回）配布資料　小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査結果

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あいりうばら
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1 小型無人機の飛行位置把握に係る無線システムの調査検討会資料親 3-4 小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査結果 2017 年 12 月 1 日 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc.

2 調査概要調査内容小型無人航空機の今後の見通し外での長距離飛行自律飛行の利活用動向小型無人航空機の通信に関する現状と見通し外での長距離飛行に向けた無線システムの導入動向及び飛行位置情報などのニーズ等小型無人機の飛行位置等を把握するための無線システムに求められる要件調査概要国内事業者の取組みと飛行位置把握のニーズ文献インターネット調査等に基づく事例紹介国内事業者ヒアリング調査に基づくニーズ整理ヒアリング対象スカイマティクスエアロセンスアマゾン楽天 RemoteID に関する検討事例 FAA の検討状況 DJI の取組み事例他システムとの比較小型無人航空機の利用概要農業 ( 画像取得と生育状況等の解析農薬散布 ) インフラ点検建設現場測量等建設現場測量物流等物流物流東京電力ホールディングス小型無人航空機の専用空域提供 ( ドローンハイウェイ ) インフラ点検 ( 送電線等 ) Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 1

3 国内事業者の取組みと飛行位置把握のニーズ Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 2

ドローン飛行デモンストレーションの概要 < 事例 2: 南相馬市におけるドローン配送試験運用 > 楽天とローソンはローソン南相馬小高店を拠点に専用車両による移動販売とドローンによる商品配送を連携させた取り組みを 2017 年 10 月 31 日から開始すると発表同店舗を拠点に週 1 回限定で

4 楽天の取組み一般消費者向けのドローン配送サービスそら楽の実証試験限定サービス等を実施 < 事例 1: 千葉市におけるドローン配送システム実証 > 楽天 ( 株 ) ( 株 ) 自律制御システム研究所及び ( 株 )NTT ドコモは国家戦略特区である千葉市にて LTE を活用したドローンによる配送システムの実証実験を実施 LTE 電波を活用し東京都世田谷区にある楽天本社から飛行指示を送信 ( 楽天本社からドローンまでの距離は約 40km) 指示を受け取ったドローンが自律飛行で受取所まで飛行出所 ) 東京圏国家戦略特別区域会議千葉市ドローン宅配等分科会 ( 第 2 回 ) ドローン飛行デモンストレーションの概要 < 事例 2: 南相馬市におけるドローン配送試験運用 > 楽天とローソンはローソン南相馬小高店を拠点に専用車両による移動販売とドローンによる商品配送を連携させた取り組みを 2017 年 10 月 31 日から開始すると発表同店舗を拠点に週 1 回限定で移動販売車両では積み込めない温度管理の必要な商品の注文を受けた際楽天ドローンを用いて店舗から移動販売先へ配送試験運用は半年間程度を予定店舗から移動販売先までの距離は約 2.7km 飛行時間約 7 分ドローンは安全のために主に近くの河川上空を飛行一度に運べる商品は約 2kg 程度以内 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 3

エアロセンスの取組み < 事例 1: 石垣市における固定翼ドローンの離島間飛行実証 > エアロセンス ( 株 ) と石垣市は 2017 年 3 月 4 日に

竹富島の港湾から石垣島の海岸に向け約 5 キロの区間で行われ離陸から着陸まで全行程を自律飛行で行い検証目的である長距離輸送を見据えた離島間の飛行に問題ないことを確認飛行距離 :5167.

5m/ 秒出所 ) エアロセンスプレスリリース < 事例 2: へき地におけるドローン宅配実験 > へき地等における宅配サービス向上の可能性を検証するため佐川急便 ( 株 )

5 エアロセンスの取組み < 事例 1: 石垣市における固定翼ドローンの離島間飛行実証 > エアロセンス ( 株 ) と石垣市は 2017 年 3 月 4 日に石垣市において将来的な物資輸送及び広範囲な測量や点検を想定した飛行実験を自社製の自律飛行垂直離着陸型の固定翼ドローン (VTOL) で実施し成功 VTOL 飛行実験は竹富島の港湾から石垣島の海岸に向け約 5 キロの区間で行われ離陸から着陸まで全行程を自律飛行で行い検証目的である長距離輸送を見据えた離島間の飛行に問題ないことを確認飛行距離 :5167.8m 飛行時間 :210.6 秒 ( ホバリング時間を除く ) 平均速度 :24.5m/ 秒出所 ) エアロセンスプレスリリース < 事例 2: へき地におけるドローン宅配実験 > へき地等における宅配サービス向上の可能性を検証するため佐川急便 ( 株 ) を始めとする関係者とともにドローンを活用した実証実験を実施 2016 年 11 月 16 日福岡県北九州市の山間部において 200g 程度の物資の輸送に成功飛行距離 : 約 1.2km 飛行時間 : 約 7 分配送品 : 消毒液ガーゼなど約 200g Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 4 出所 ) エアロセンスプレスリリース

年の無人物流サービスの実現に向け今年度中に香川県沖野離島 6 島に試験基地局を設置無人機運航に関わる気象観測データその他の海上離島におけるセンサデータ ( 風速風向気温等 ) の収集から提供まで一貫したサービスを検討かもめやはこれまでに

6 かもめやの取組み ( 株 ) かもめやはさくらインターネット ( 株 ) が提供する IoT プラットフォームの 920MHz 帯通信モジュールテスト版の無人機運航管理通信システムへの有効性について実証実験を開始 (2017 年 9 月 26 日発表 ) この通信インフラはかもめやが推進する陸海空無人物資輸送機を組み合わせた次世代島国型ハイブリッド無人物流プラットフォーム ( KAZAMIDORI ) における無人機とオペレーションセンター間の通信を担うもの 2020 年の無人物流サービスの実現に向け今年度中に香川県沖野離島 6 島に試験基地局を設置無人機運航に関わる気象観測データその他の海上離島におけるセンサデータ ( 風速風向気温等 ) の収集から提供まで一貫したサービスを検討かもめやはこれまでに 8km 離れた離島への 1kg の物資輸送 10km 離れた離島への 500g の物資輸送 ( 往復 20km) 等の実証に成功 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 5 出所 ) かもめやウェブサイト

東京電力ホールディングスの取組み東京電力 HD とゼンリンは東京電力グループが保有する変電所送電鉄塔電柱

年度のドローンハイウェイ構想の実現に向けて取組みを開始 1 2 3 4 送電鉄塔

次元データベースを用い設備点検場所までドローンを誘導する技術を共同開発電力設備との衝突を避けつつも

安心な自律飛行を支える空域ドローンハイウェイを実現機体の充電や点検整備修理サービスを提供するドローンハイウェイ

7 東京電力ホールディングスの取組み東京電力 HD とゼンリンは東京電力グループが保有する変電所送電鉄塔電柱架空送電線などのインフラデータとゼンリンが開発を進める空域情報を 3 次元化した空の 3 次元地図を組み合わせ 2019 年度のドローンハイウェイ構想の実現に向けて取組みを開始送電鉄塔架空送電線といったドローンの飛行における障害物となるインフラ設備の3 次元データベースを整備提供インフラ設備の3 次元データベースを用い設備点検場所までドローンを誘導する技術を共同開発電力設備との衝突を避けつつも地上に張り巡らされた電力ネットワークを空から見える道しるべとして活用することにより目的地まで中長距離の安全安心な自律飛行を支える空域ドローンハイウェイを実現機体の充電や点検整備修理サービスを提供するドローンハイウェイに付帯するドローンポートを整備 3 次元インフラ情報の整備誘導プラットフォームの開発ドローンポートの開発 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 6 出所 ) ドローンハイウェイ構想の実現に向けて東京電力

山間部や離島海上等の施設点検上空からの画像取得等飛行方法自動操縦 ( 点検対象に応じた経路設定 ) プロポによる手動操縦も有り飛行距離現状は通信距離飛行性能に依存しているができるだけ長距離を要望指令拠点発送拠点 ( 物流センター店舗等 )

8 小型無人航空機による目視外飛行の主な利用形態 < 物流用途 > 用途拠点間の輸送離島間大型物流センター小型センター小売店舗臨時店舗等拠点指定受取所への輸送配送先への輸送個宅マンションへの輸送飛行方法顧客注文を受けて発送拠点で指示もしくは遠方の指令拠点で指示自動操縦 ( 飛行経路を予めプログラム ) 飛行距離現状の実証 : 数 km~10km 程度将来の想定 : 数 10km(30-50km) < インフラ施設点検監視用途 > 用途広域インフラ ( 送電線道路等 ) の点検山間部や離島海上等の施設点検上空からの画像取得等飛行方法自動操縦 ( 点検対象に応じた経路設定 ) プロポによる手動操縦も有り飛行距離現状は通信距離飛行性能に依存しているができるだけ長距離を要望指令拠点発送拠点 ( 物流センター店舗等 ) 指令拠点 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 7 過疎地山間部海上 ( 離島間等 ) 都市部山間部海上等受取拠点 ( 物流センター店舗指定受け取り所等 ) 配送先 ( 個宅等 ) 出所 )MRI 作成

9 小型無人航空機による目視外飛行の主な利用形態 < 災害用途 > 用途上空からの画像取得等 : 被災状況把握捜索救助支援報道用映像取得インフラ被害把握被災者向け物資輸送携帯電話中継 ( 臨時基地局 ) 飛行方法飛行距離災害種類用途により様々な飛行経路方法が想定運用者により様々な飛行経路方法が想定携帯電話中継 ( 臨時基地局 ) 通信事業者等報道用映像取得報道機関マスコミ等インフラ被害把握道路鉄道電力通信等のインフラ事業者被災者向け物資輸送関係省庁自治体各種団体等被災状況把握捜索救助支援測量等関係省庁自治体各種団体等出所 )MRI 作成 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 8

10 無線通信の利用状況 ( 検討状況 ) と課題主な通信手段利用現状課題 920MHz 帯 ( 特定小電力 ) 2.4GHz 帯 ( 特定小電力 ) コマンド送信 : 飛行前のコマンド経路設定飛行中の緊急時コマンド等テレメトリ受信 : 位置モータ出力 IMU 状態等通信距離 :3~7km 程度コマンド送信テレメトリ受信 :920MHz 帯よりも伝送情報量が増加映像受信 : 機体カメラの撮影映像通信距離 :2-3km 程度通信距離の制限情報伝送量の制限通信距離の制限 LTE コマンド送信テレメトリ受信映像受信等の実証試験を実施中 LTE カバレッジ内における広域利用を検討カバレッジが限定 ( 過疎地や海上など LTE カバレッジ外での飛行ニーズ ) 安定性への懸念 ( 災害時の停波トラヒック規制通信障害等 ) 通信コストへの懸念その他の課題等現在利用可能な通信手段による通信範囲を超えて利用可能な長距離通信手段が必要現状の目視外飛行では ( 通信が届かないため ) 機体が戻ってくるまでミッションが完了したかどうかが分からない安全運航の観点から周辺を飛行する他の無人航空機や有人航空機 ( ヘリ等 ) の位置情報を把握したい無人航空機間で通信を行い衝突を回避したい ( 特定空域内で多くの無人航空機を飛行させる場合のニーズ ) Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 9

11 飛行位置把握システムの利用形態と要件主な用途概要課題要件制御テレメトリ通信のバックアップ運航管理システムへのアクセス周辺を飛行する無人航空機有人航空機等の位置把握主の制御テレメトリ通信装置 (LTE 特定小電力等 ) と併用 ( 二重化 ) 主の制御テレメトリ通信の途絶時品質低下時やカバレッジ外において機体位置等を把握通常のテレメトリに加えて追加情報を送信できると良い ( バッテリ情報などユーザのカスタム情報送信 ) 機体位置や運航状況を集約するシステムへのアクセス手段として使用制御テレメトリ通信のカバレッジ外でもアクセス可能な通信手段として有効周辺を飛行する他事業者の無人航空機や有人ヘリの位置情報を把握し飛行計画策定や運航中の安全対策に使用他の機体接近時にアラート機能等を付加することも想定される現在位置の次のウェイポイントなども表示されると有用通信距離は 10km 程度以上 ( 数十 km) が必要双方向通信ができることが望ましい通信距離は 10km 程度以上が必要 / 複数基地局をネットワーク化してカバレッジ拡大全ての無人航空機への搭載が義務化されることが望ましい他事業者への公開情報の範囲は要検討 ( 事業者と飛行位置経路がセットで開示されるのは不可 ) その他の要件等墜落時の位置送信機能や航空機のブラックボックス機能との組合せにより搭載義務化を図ることが望ましい無人航空機専用空域を提供するサービスにおいて複数事業者の機体管理に使用することも想定されるこの場合事業者同士の情報開示が困難との課題はクリアできる収容数については過疎地では 50 機 /10km 圏内で問題ないが都市部では今後数年で飽和する長距離用と短距離用を分けて運用することも想定される ( 短距離用では基地局を増やしてトータル収容数を増加 ) 送信間隔表示時間は 1 秒程度で妥当であるが衝突回避等の緊急対応を前提とした場合は短縮が必要ユーザのカスタマイズの自由度が上がると良い特に地上局の受信性能については表示速度の高速化やアンテナ受信利得の増大などのカスタマイズが想定されるまたユーザが自由に利用可能なフレームが欲しい変調方式やフレームフォーマットを公開して欲しい Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 10

12 RemoteID に関する検討事例 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 11

13 FAA における無人航空機向け Remote ID の検討 FAA における無人航空機の法制度の概要 U.S. Code Title 49 (TRANSPORTATION ) の修正提案として次の 2 つの規則が整備 FAA Modernization and Reform Act (FMRA) of 2012 用途重量別の無人航空機の法規則を整備 (25kg 未満の小型無人航空機 /25kg 以上の無人航空機 / 公用無人航空機 / モデル航空機 ) FAA Extension, Safety, and Security Act of 2016 最新の研究開発や議論動向を踏まえた FAA の権限拡充が規定 Title II Aviation Safety Critical Reforms/Sec.2202 Identification standards において無人航空機向け RemoteID に関する検討を指示 UAS Identification and Tracking Aviation Rulemaking Committee(ARC) 遠隔からの飛行中の無人航空機の識別や追尾を可能とする無人航空機向け ID の規格を検討する諮問委員会として 2017 年 6 月に設立参加機関は標準化機関 (IEEE RTCA 等 ) 通信キャリア (AT&T Verizon 等 ) ドローン企業 (AirMap DJI Precision Hawk Amazon 等 ) 通信機メーカ (Intel Qualcomm uavionics) アビオニクス企業業界団体研究機関等 70 機関以上セキュリティや公衆安全のニーズや技術コスト面でのフィージビリティの検討や法制度の施行や航空管制の要求に合致するかの分析を実施 ARC の報告は FAA による目視外飛行や第三者上空飛行の検討に資することを想定無人航空機の特定追跡に使用可能な技術として ADS-B ISM 帯通信による直接送信制御用通信による送信照明の点滅変調携帯電話網による送信衛星通信の利用 LAANC(FAA のシステム ) の利用等が提案当初 9/30 までに最終報告を取りまとめる予定であったが ARC 内で議論のコンセンサスが得られていない状況 FAAが無人航空機を制御用通信経由もしくは携帯電話網経由でモニタすることを検討したが FAAによるモニタリング対象について次の3つの方向性を指示する派閥に分かれており合意に至らない状況 1 全ての無人航空機を対象 2 ホビー用モデル航空機は対象外 3 当初は長距離飛行自動操縦高度な撮像を行う比較的大型の機体を対象とし小型の機体は対象外 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 12

DJI による Remote ID の取組み DJI は制御用通信電波を使用して ID を放送する技術を提案地上基地局で制御用通信電波を受信することで無人航空機の所有者や位置進行方向機体種類等を把握することが可能 DJI Mavic Pro の制御用通信電波の到達距離は 7km 機体の購入と同時に搭載され

14 DJI による Remote ID の取組み DJI は制御用通信電波を使用して ID を放送する技術を提案地上基地局で制御用通信電波を受信することで無人航空機の所有者や位置進行方向機体種類等を把握することが可能 DJI Mavic Pro の制御用通信電波の到達距離は 7km 機体の購入と同時に搭載され追加コストが不要であり新たなネットワークインフラ等が不要であること等がメリット Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 13 出所 )DRONE ENABLE, ICAO s Unmanned Aircraft Systems (UAS) Industry Symposium, DJI 発表資料

15 他システムとの比較 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 14

16 小型無人機の位置把握における他システムとの比較 ( 案 ) システム概要利点課題等飛行位置把握システム ( 本システム ) 本システムの送信モジュールを無人機に搭載し位置等の情報を同報配信機上送信モジュール地上受信装置により独立のネットワークを構築比較的広域カバレッジを確保可能耐災害性安定性に優れる専用装置の搭載が必要装置の普及が必要制御用通信の利用ドローンの制御用通信の下り電波に位置等の情報を追加して送信操縦者以外の受信装置により位置等の情報を受信可能耐災害性安定性に優れる新たな装置の搭載が不要カバレッジが制御用通信の伝搬範囲に限定メーカ間の相互運用性の確保が必要携帯電話網の利用無人機に携帯電話端末モジュールを搭載し位置等の情報を送信携帯電話網に接続されたサーバを介して位置等を把握可能比較的広域カバレッジを確保可能携帯電話網を制御用通信に使用する場合は新たな装置の搭載が不要キャリア網のカバレッジに限定サーバへのアクセス性やキャリア間の相互運用性の確保が必要 ADS-B 無人機に ADS-B 送信装置を搭載し位置等の情報を同報配信 ADS-B 受信装置により送信された位置等の情報を把握可能広域カバレッジを確保可能耐災害性安定性に優れる航空移動業務の周波数であり小型無人機で使用する場合は制度変更が必要 Copyright (C) Mitsubishi Research Institute, Inc. 15

調査検討報告書　2章　小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査

調査検討報告書　2章　小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査 2. 小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査調査の目的と概要 2.1.1 調査目的小型無人機の飛行位置把握システムの利用シーンやニーズを整理することを目的として以下の調査を実施した小型無人機の見通し外での長距離飛行自律飛行の利活用動向等小型無人機の通信に関する現状と見通し外での長距離飛行に向けた無線システムの導入動向及び飛行位置情報などのニーズ等小型無人機の飛行位置等を把握するための無線システムに求められる要件

調査検討会（第3回）配布資料 小型無人機の利用形態と通信ニーズ調査結果

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